含通风槽刹车盘预制体及其成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了含通风槽刹车盘预制体及其成型装置

【技术实现步骤摘要】
含通风槽刹车盘预制体及其成型装置、成型方法


[0001]本专利技术属于刹车盘成型方法
，涉及含通风槽刹车盘预制体，还涉及上述含通风槽刹车盘预制体的成型装置，还涉及上述含通风槽刹车盘预制体的成型方法
。

技术介绍

[0002]基于汽车
、
飞机等交通工具轻量化的发展方向，碳
/
碳及碳
/
陶复合材料由于其优异的耐高温
、
耐腐蚀和力学性能，被广泛用于摩擦制动领域
。
碳
/
碳或碳
/
陶材料主要由碳纤维预制体通过后期渗碳
、
渗硅等复合工序加工而成，目前应用最多的是碳纤维针刺预制体
。
碳纤维针刺预制体是将纤维织物和网胎交替铺层，通过带有钩刺的刺针层层接力针刺，将网胎中的纤维带入垂直方向，直到达到设计的尺寸和体积密度要求
。
[0003]目前，刹车盘预制体的工艺路线主要是将原料裁剪成矩形，将矩形纤维织物和网胎铺层针刺成满足设计要求的预制体，并按照所需形状和尺寸通过机器加工去除多余材料，形成满足要求的同心圆环预制体，所形成的圆环预制体经过复合加工后，还需机加出通风槽
、
散热孔等部件
。
上述工艺路线对原料和基体材料而言都造成了较大浪费，参考常规刹车盘的尺寸，上述工艺路线所造成的原料浪费大约是
40
％，后期复合
、
机加成本浪费更是无法计算
。
刹车盘生产过程中的材料
、
人工成本导致其价格居高不下，限制了碳
/
碳及碳
/
陶刹车盘在民用领域的推广
。
[0004]为解决生产过程中原料
、
基体材料及人工成本的浪费问题，实现刹车盘预制体的净尺寸成型，专利
CN103233323A
中将原料铺层预针刺形成复合单元层后裁剪成等面积的扇形，将扇形织物拼接成环形，环形织物层层叠置，层间拼接缝旋转错开一定角度
。
这种生产工艺虽然实现了环状预制体的净尺寸成型，但与其它地方相比面内的搭接缝较厚实，在后期复合和使用过程中存在工艺控制难
、
面内性能不均匀等问题
。
此外，专利
CN113149682A
中利用等直径回转体针刺成型装备将浸渍后的纤维织物层层缠绕在模具上，边针刺边环形层压直到达到设计厚度，后沿着预制体轴向分切成多个圆环，完成环状预制体的净尺寸成型
。
这种方法相较于平板式针刺预制体而言密度更加均匀，但盘式预制体摩擦面上同时存在交替铺层的网胎和纤维织物，摩擦性能是否稳定
、
后期铆接是否可行有待进一步验证
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的是提供一种含通风槽刹车盘预制体的成型装置，解决了现有技术中存在的预制体性能较差的问题
。
[0006]本专利技术所采用的第一技术方案是，含通风槽刹车盘预制体的成型装置，包括环状定位件和多个通风槽组件，沿所述环状定位件周向均匀开设有多个径向的贯穿通道，所述通风槽组件插入贯穿通道内
。
[0007]本专利技术的特点还在于：
[0008]贯穿通道的形状为直径向叶片或弯曲叶片
。
[0009]所述通风槽组件包括第一通风槽组件和第二通风槽组件，所述第一通风槽组件为
泡沫板材，所述第二通风槽组件为橡胶板材；所述环状定位件为橡胶或泡沫材料
。
[0010]本专利技术的第二目的是提供一种含通风槽刹车盘预制体的成型方法，解决了现有技术中存在的预制体性能较差的问题
。
[0011]本专利技术所采用的第二技术方案是，含通风槽刹车盘预制体的成型方法，采用上述的含通风槽刹车盘预制体的成型装置，包括以下步骤：
[0012]步骤
1、
采用针刺工艺将环状纤维织物
、
环状网胎逐层固定连接，得到预设厚度的第一环形预制体；
[0013]步骤
2、
在第一环形预制体表面，利用纤维织物片段
、
网胎片段在含通风槽刹车盘预制体的成型装置上逐层针刺得到第二环形预制体；
[0014]步骤
3、
在第二环形预制体表面，按照步骤1的方式，形成第三环形预制体，得到环状刹车盘预制体
。
[0015]步骤1中，相邻两层复合单元层的环状纤维织物纱线形成夹角
。
[0016]步骤2具体为：根据通风槽组件形状裁剪得到纤维织物片段
、
网胎片段，将纤维织物片段与网胎片段叠层形成复合单元层片段；将所述环状定位件套接在第一环形预制体外侧，将所述通风槽组件插入贯穿通道内；在相邻两个所述通风槽组件之间铺设复合单元层；逐层铺层针刺，直到达到通风槽组件厚度，得到第二环状预制体
。
[0017]步骤2中，相邻两个单元层的纤维织物片段纱线形成夹角
。
[0018]本专利技术的第三目的是提供一种含通风槽刹车盘预制体
。
[0019]本专利技术所采用的第三技术方案是，含通风槽刹车盘预制体，采用上述的含通风槽刹车盘预制体的成型方法得到，包括环形预制体，所述环形预制体侧壁径向开设有通风槽，所述通风槽包括多个，多个所述通风槽沿环形预制体周向均匀分布
。
[0020]网胎的材料为短切碳纤维薄毡或预氧丝薄毡
。
[0021]环状预制体的纤维体积密度为
0.45
‑
0.55g/cm3，所述环状预制体
(10)
的层间密度为7‑
15
层
/cm
，长纤维体积分数为
65
‑
87
％
。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术含通风槽刹车盘预制体的成型装置，可根据环状预制体的尺寸以及通风槽的形状和数量进行灵活调整，且可以避免铺层织物滑移错位的问题
。
本专利技术含通风槽刹车盘预制体的成型方法，采用通风槽组件和复合单元层片段结合的方式，在预制体成型阶段预留出通风槽，减少了原料浪费和后期加工量，且避免了复合单元层片段相互搭接造成的搭接缝，进而规避了搭接缝引起的预制体面内摩擦性能不稳定的问题，提高了预制体面内结构
、
性能均匀性；铺层过程中，通过旋转环状织物及经向纱沿不同方向交替铺层的方式，保证了预制体各个方向上长纤维的含量，提高了预制体的各向同性，沿预制体各个方向上长纤维的均匀分布使得刹车盘耐磨性能好；本专利技术含通风槽刹车盘预制体，生产成本低
、
力学性能好
、
结构和摩擦稳定性好，可根据不同使用场景
(
如家用轿车
、
高铁
、
重型卡车等
)
设计预制体的体积密度
、
长纤维体积含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
含通风槽刹车盘预制体的成型装置，其特征在于，包括环状定位件
(1)
和多个通风槽组件
(2)
，沿所述环状定位件
(1)
周向均匀开设有多个径向的贯穿通道
(3)
，所述通风槽组件
(2)
插入贯穿通道
(3)
内
。2.
根据权利要求1所述的含通风槽刹车盘预制体的成型装置，其特征在于，所述贯穿通道
(3)
的形状为直径向叶片或弯曲叶片
。3.
根据权利要求1所述的含通风槽刹车盘预制体的成型装置，其特征在于，所述通风槽组件
(2)
包括第一通风槽组件
(201)
和第二通风槽组件
(202)
，所述第一通风槽组件
(201)
为泡沫板材，所述第二通风槽组件
(202)
为橡胶板材；所述环状定位件
(1)
为橡胶或泡沫材料
。4.
含通风槽刹车盘预制体的成型方法，其特征在于，采用权利要求1所述的含通风槽刹车盘预制体的成型装置，包括以下步骤：步骤
1、
采用针刺工艺将环状纤维织物
(4)、
环状网胎
(5)
逐层固定连接，得到预设厚度的第一环形预制体
(6)
；步骤
2、
在第一环形预制体
(6)
表面，利用纤维织物片段
(7)、
网胎片段
(8)
在含通风槽刹车盘预制体的成型装置上逐层针刺得到第二环形预制体
(9)
；步骤
3、
在第二环形预制体
(9)
表面，按照步骤1的方式，形成第三环形预制体
(12)
，得到环状刹车盘预制体
。5.
根据权利要求4所述的含通风槽刹车盘预制体的成型方法，其特征在于，步骤1中，相邻两层复合单元层的环状纤维织物
(4)
纱线形...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晨，荆云娟，张亮儒，王海涛，张正博，
申请(专利权)人：陕西元丰纺织技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：